Жить на Марсе поможет аэрогель, считают ученые

Вместо терраформирования, для заселения Красной планеты можно было бы локально использовать аэрогель кремнезема, имитируя парниковый эффект.

Человечество давно мечтало сделать Марс пригодным для заселения. Известный популяризатор науки Карл Саган первым за пределами научной фантастики предложил терраформирование. В статье 1971 года Саган предположил, что испарение северных полярных ледовых шапок могло бы "дать ~ 10 s g cm-2 атмосферы над планетой, более высокие глобальные температуры благодаря парниковому эффекту и значительно увеличит вероятность появления жидкой воды".

Его работа вдохновила других исследователей и футуристов серьезно отнестись к идее терраформирования. Ключевым вопросом было: хватит ли парниковых газов и воды на Марсе для повышения его атмосферного давления до уровня, подобного на Земле.

Но, в 2018 году ученые пришли к выводу, что обработка всех источников, доступных на Марсе, увеличит атмосферное давление лишь примерно на 7 процентов от земного, намного меньше необходимого, чтобы сделать планету пригодной для жизни.

Казалось бы, терраформирование Марса - несбыточная мечта.

Сейчас у ученых появилась новая идея. Вместо того, чтобы изменить всю планету, что если выбрать более локальный подход?

Исследователи предполагают, что регионы на поверхности Красной планеты можно было бы сделать пригодным к заселению с помощью материала - аэрогеля кремнезема, который имитирует парниковый эффект атмосферы Земли. С помощью моделирования и экспериментов исследователи показывают, что экран из аэрогеля кремнезема толщиной от 2 до 3 сантиметров может пропускать достаточно видимого света для фотосинтеза, блокировать опасное ультрафиолетовое излучение и повышать температуру, чтобы она была постоянно выше температуры замерзания воды, без какого-либо внутреннего источники тепла.

На эту идею исследователей вдохновило явление, которое уже происходит на Марсе. В отличие от полярных ледовых шапок Земли, образованных из замороженной воды, полярные ледяные шапки на Марсе являются соединением водяного льда и замороженного CO2 - диоксида углерода. Как и его газообразное состояние, замороженный CO2 позволяет солнечному свету проникать, удерживая тепло. Летом этот твердотопливный парниковый эффект создает очаги потепления подо льдом.

Ученые начали думать, какие материалы могут минимизировать теплопроводность, но при этом пропускать как можно больше света. Они остановились на аэрогеле кремнезема - одном из самых изоляционных материалов из когда-либо созданных.

Аэрогель кремнезема на 97 процентов пористый, что означает, что свет проходит сквозь материал, но для инфракрасной радиации нанослои диоксида кремния соединяются и прекрасно замедляют теплопроводность. На сегодня эти аэрогели используются в нескольких инженерных проектах, в том числе в исследовательских марсоходах НАСА.

Используя моделирование и эксперименты, которые имитировали марсианскую поверхность, исследователи продемонстрировали, что тонкий слой этого материала увеличивает средние температуры средних широт на Марсе до температур, подобных Земле.

Представляется, что этот материал может быть использован для строительства жилых куполов или даже автономных биосфер на Марсе.

Пока что ученые стремятся проверить действие материала в климатах, подобных Марсу, на Земле, таких как сухие долины Антарктиды или Чили.

Источник: Гарвардская школа инженерии и прикладных наук Джона А. Полсона.

Читайте еще интересные новости о космосе